在Φ140mm连轧管机组中，由切割机至运输设备，有一个由计算机控制坯料切割长度的定尺机构。在此机构中，有一个导管，其形状如图1所示，零件中 心部位装滚珠丝杆，精确控制挡板移动位置。挡板是以外圆作导向。由于挡板移动次数频繁，传动精度高，因此对外圆表面粗糙度及孔的同轴度要求很高。由于零件 形状是长形薄壁件，因此存在刚性差等特点，在机械加工过程中及加工后容易变形，因此是Φ140mm连轧管机加工中难度较大的零件之一。零件数量为8件，通过编制机械加工工艺及生产实践，总结如下。

图1 导管

一、材料及技术要求

毛坯为焊接结构，主体钢管尺寸为Φ273mm × 25mm，零件总长为5150mm。
材料：45号钢。
重量：675Kg。
技术要求：
(1) Φ140H7与Φ212H7的不同轴度不大于0.04mm。
(2) Φ125H7与Φ265的不同轴度不大于0.04mm。
(3) Φ125H7、 2 × Φ50H7与Φ230H7的轴线不平度不大于0.02mm，同一平面内偏差不大于0.05mm。

二、机械加工工艺特点分析

根据零件的技术要求，对各孔精度和外圆表而粗槌度以及孔平行度要求较高，由于零件形状是长形薄壁件，并有60mm宽的通槽，因此，零件刚性很差，经过切削加工后，切削产生的内应力会使零件变形，这是难以加工的主要因素。其难度可归纳为下列几点。
(1) 由于主体上有长4416mm,宽60的通槽，易变形，外圆Φ265长尾4565mm;内孔Φ212H7公差难以控制。
(2) 外圆表面粗糙度0.8um不容易达到。
(3) Φ212H7与Φ140H7的同心度要求高。
(4) Φ230H7与Φ140H7、Φ50H7的平行度要求高。

上述问题是编制导管工艺所需考虑的中心环节，从工艺原则上应考虑：
(1) 机械加工分为粗加工、半精加工和精加工三个过程，使加工余量逐歩减小。零件的内应力及机械加工过程中的变形量，也随加工过程而逐步减小
(2) 粗加工后，经过人工时效，消除应力。
(3) 注意各个主要机械加工工序的装卡方法，不能因装一及夹紧力的大小影响零件变形。
(4) 在切削过程中，注意切削用量的正确选择，不能因切削而产生过大的内应力。
(5) 易变形的机械加工部位，尽量放在最后工序完成。
(6) 找正及测量基准的统一，以保证零件的形位公差要求，因此，该零件均以外圆为基准。

三、主要机械加工工艺过程

该导管机械加工周期较长，全部工艺过程有25道匚序，在机械加工前进行了矫直及人工时效。管子毛坯外径为Φ273mm，加工后外径为Φ265mm，单边加工余量为4mm，为了保证零件加工后壁厚误差不能太大，工艺要求弯曲度在全长上不得大于3mm。按焊接件标准，每米长度的不直度或不平度在1mm范围内才符合标准要求，导管长度为5150mm，弯曲5mm在允许范围内，实际毛坯弯曲都超过因此按机加工工艺要求，在机加工前都需进行矫直。对小变形的矫直，工件放在平台的V形铁内，高点用压板压下，在高点的180度方向火焰加热，温度控制在200摄氏度左右，此法也是可行的，无论采用哪种方法，矫直后，均需采用井式炉进行人工时效，以消除应力，时效温度应不高于400摄氏度。

(1) 粗加工：主要工序为划线一粗车外圆一划线一粗铣枘划线检杏毛坯各机械加工余量，粗车外圆直径留余量4 ~ 5mm。这样保证壁厚相对误差不大于3mm。为了使壁厚误差尽量小，粗车外圆时采用了工厂俗称"借中心" 的力法（图2）即在同一轴向截面内，使零件中间段与两端部的壁厚误差在180度方向上对称。如图2所示.

图2 “借中心”的方法[dt_gap height="5" /]
(2) 半精加工:工序为车一铣一时效一铣一钳一车。半精加工后,主要加工面的精加工余量应尽可能小。因此，加工细节为：

1.加工基准:粗加工时效处理后，零件有变形，原有外圆基准已破坏，在Φ273mm外圆靠近两端车出两个等尺寸的基准，作为以后工序加工找正的基准。

2.把零件槽切成通槽。自然时效为7 ~ 10天，消除应力、开槽后，在端部开口处槽的尺寸一般扩大0.5-1mm。

3.半精铣槽单边留余量1mm,是以外圆基准找正，保证槽与零件中心的平行度。

4.为增加开口端的刚性，在槽的端部装人胶木并粘结。

5.机械加工两端孔，按外圆上的基准找正，找正误差控制在0.02mm内。装卡方式：一端用卡盘夹紧，另一端装在套筒架中心架内，凋头，镗孔，保证同心度要求。Φ212mm留1mm精加工余量，在精磨外圆后，再精镗孔。

6. 磨前半精车外圆是装在心轴上进行的。在开口端Φ212mm孔内装一个锥套，以保证Φ212mm孔与心轴的同心度。用螺钉将套与工件固定以成为整体，有利于 导管在心轴上定位及减小导管端部变形。导管大端与心轴同定使其不受轴向力影响。为了在车削外圆时减小冲击及平衡,在槽内装入键状铁板，用六角螺钉固定在心 轴上.半精车的切削用量要选择适当，并保证在半精加工过程中的变形量尽量小；粗加工和半精加工中为减小切削应力，要严格控制每次的切削量。

(3) 精加工： 工序为磨外圆一拆下心轴一镗孔及铣槽。磨外圆：①磨外圆仍装在心轴上进行（半精车后不拆心轴），因零件大端是焊接件，对轴心线足不平衡的，故需加平衡重。 ②零件与心轴的挠度不同，并与心轴本身都是不平衡体，在转动时，槽在不同的位置，心轴与工件的挠度产生规律性变化，心轴挠度大，导管挠度小，这里不作理论 计算，实际挠度差在0.5mm左右。因此键在槽内有相对的位移。为了保证磨削质量，在心轴上装一个顶丝， 限制导管与心轴的相对位移。③增加圆弧胶木托架，圆弧尺寸与工件直径相同。胶木托架的宽度超过导管槽的宽度，胶木托架的作用能增加导管的刚性和减少变形。

外圆精加工，同时也试用了砂带抛光法，但车外圆时难以掌握其直线性、表面粗糙度及椭圆度等，同时抛光法只能降低表面粗糙度，难以纠正机械加工精 度，因此，只试削了一件，不如磨削质量好，且效率低。精铣槽：铣槽是在镗铣床上进行，以外圆为基准，装在V形铁内，采用专用压板压紧，使压紧力作用在V形 铁与零件的接触点上，以保证零件压紧时不使槽开口度变形。按外圆在轴线方向，用千分表在水平和垂直位置找正精铣槽；镗Φ50H7、Φ230H7和精镗 Φ212H7内孔并保证与外圆的同轴度及平行度。因外圆磨削后，其孔有一定的变形，变为椭圆形。精镗是为了纠正原有孔的椭圆度及保证与孔Φ140H7的同 轴度。